Re: [微積] 從積分值恆等反推兩函數恆等
※ 引述《alan23273850 ()》之銘言:
: 各位版友大家好,我有一個有關微積分的問題想請教各位:
: 問題大概是這樣的,最近在複習數位訊號處理時遇到下面
: 兩個等式,裡面只有 n 是自變數,其他都是常數,而上下
: 兩式確定隨便代入任何一個 n 都會有一樣的值,想請問
: 要怎麼反推在積分範圍(-pi/T ~ pi/T)下兩個畫紅色底線
: 的函數會完全相等呢?有什麼理論基礎可以證明這件事嗎?
: 因為是應用性的課本就直接寫它們一樣了,沒有任何推導,
: 所以才來版上發問,先謝謝願意解惑的大大了!
: (不用很詳細沒關係,有 keyword 我也可以自行尋找材料)
: https://i.imgur.com/xbMK2qU.png
![](https://i.imgur.com/xbMK2qU.jpg)
從你的推文我聯想到這個定理:stone-weierstrass theorem
但我不知道你對高微認識多少 因此下面當作聽個故事
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首先你應該知道
b b
∫ f(x) = ∫ g(x) 根本不可能得到f=g,即便f與g都是連續
a a
但!如果
b b
∫ f(x)x^n = ∫ g(x)x^n for all n>=0
a a
那 恭喜你 只要f跟g是連續函數,就可以得到f=g everywhere
這是"Weierstrass approximation theorem"很典型的應用
這個定理說任何定義在[a,b]的連續函數f,必可以找到一群多項式P_n去均勻逼近
即S := {any finite linear combination of x^n:n>=0 ,x€[a,b]} 稠密於C[a,b]
稠密顧名思義就是任取某個f€C[a,b](定義在[a,b]的連續函數),要多近就有一個夠
近的linear combination of x^n 靠近f,而linear combination of x^n就是多項式
這個你大致知道的話,stone-weierstrass theorem更廣了,剛剛你看到S是x^n的線性
組合,那是否有其他種類的函數收集起來也可以逼近C[a,b]呢?
有!只要集合滿足此定理"需要的條件"(見以下連結),就可以
https://en.wikipedia.org/wiki/Stone%E2%80%93Weierstrass_theorem
而這個網頁你搜尋一下"The theorem has many other applications to analysis,
including:Fourier series:............."這邊
{e^(2πin), n€Z}的線性組合稠密於C([0,1]/{0,1})
(這邊[0,1]/{0,1}是[0,1]兩端點看做一個點黏起來變成一個封閉圓)
而剛好你照片裡的函數經由 x=(2π/T) y 就是在e^(2πin)在[-1/2,1/2]的積分
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概念大致上是這樣 嚴格證明因為我沒跑過就交給你了XD
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